著者：Bitlayer研究チーム
原題：BitVM andBitlayer: Pioneering Bitcoin's Programmable Future
原文リンク：https://blog.bitlayer.org/BitVM_and_Bitlayer_Pioneering_Bitcoins_Programmable_Future/
世界で最もセキュアで分散型のブロックチェーンであるビットコインは、イーサ（Ether）のようなプラットフォームと比較して、プログラマビリティの点でより限定的であると長い間見なされてきました。.しかし、BitVMは、ビットコインのための高度な計算およびプログラム可能なフレームワークを導入することで、その状況を変えようとしています。その中核となるBitVMは、分散化とセキュリティというビットコインの原則を維持しながら、信頼最小化ビットコインブリッジやその他のアプリケーションの可能性を解き放ちます。
本稿では、BitVMの進化、現在の状態、その背後にある主要なエンジニアリングの取り組み、およびBitVMエコシステムの主要な貢献者としてのBitlayerの重要性を探ります。
BitVMは、デジタル通貨としての役割を超えてビットコインの機能を拡張する上で、変革的な一歩を表しています。p>
最初の提案：Robin Linusは、ビットコインの汎用コンピューティングソリューションとしてBitVMを最初に提案しました。
対話型2分法：ロビンは、計算をより効率的にするために対話型2分法（RISC-V命令を利用）を導入することで、コンセプトを改良しました。
BitVM2：最新バージョンであるBitVM2は、二分法を取り除き、ライセンスを必要としないチャレンジメカニズムを導入し、強力なビットコインのブリッジングフレームワークとなっています。
現在、BitVMコミュニティは、この記事で取り上げたバージョンであるBitVM2にほぼ完全に集中しています。
BitVMは、ビットコインをプログラマブルに接続するためのシステムを実装しています。BitVMは、ビットコインをプログラマブルな環境に接続するためのシステムを実装しており、資産移転などのワークフローを容易にするブリッジング機構を備えています。プロセス全体は、3つの主要なステップに分けることができます：
ペグイン：ユーザーはBTCをBitVMスマートコントラクトにロックし、ターゲットシステムまたは別のシステム上でパッケージ化されたBTCを鋳造します(YBTC)上でBTCを鋳造します。
ペグアウト：ユーザーは引き出しを要求し、ブローカーはユーザーにBTCを送金する流動性を提供します。
請求：BrokerはBitVMスマートコントラクトから資金を取り出します。
出典：BitVM2ホワイトペーパー(https://bitvm.org/bitvm_bridge.pdf)
BitVMスマートコントラクトは基本的に、すべての参加者が従わなければならないルールとワークフローを定義する、署名済みのビットコイントランザクショングラフです。
事前署名トランザクション：プロトコルのルールを実施するために、すべての参加者が事前に署名するトランザクションです。
マルチシグネチャコントロール：資金はすべてのワークフロー参加者が管理するマルチシグネチャウォレットにロックされます。
トランザクションマップが公開されると、ユーザーはBTCをBitVMコントラクトにロックし、ターゲットシステムまたは別のシステム上でラッピングされたBTCを鋳造し、ワークフロー全体を開始することができます。
リクエストの正当性を確保するために、BitVMは紛争解決プロトコルを採用しています：
プレコミットメント：ブローカーは、リクエストが有効である（例えば、パッケージ化されたBTCが破棄され、Peg-out転送が完了した）ことを確認するために、オフラインプロセスによって計算されるGroth16 Validatorの結果にプレコミットします。
チャレンジ：チャレンジが行われた場合、ブローカーはバリデータが計算したすべての中間値を明らかにしなければなりません。
バリデーション：チャレンジャーはバリデーターをオフラインで実行し、無効なセグメントを探す。不正が見つかった場合、チャレンジャーはトランザクションを送信して無効なブロックをBitcoinに再生し、リクエストを無効にします。
Groth16 Validatorの開発
Groth16 Validatorの開発。
Groth16 ValidatorはBitVMの基礎であり、ビットコイン上で直接、効率的なゼロ知識証明を可能にします。
バリデータの構築：
汎用プログラミング言語に匹敵する機能を備えたモノリシックなGroth16バリデーターを、完全にビットコインスクリプトを使って実装しました。
BIGINT算術、BLAKE3ハッシング、BN254楕円曲線ペアリング、Winternitz署名（ビットコミットメント用）など、基礎となるプリミティブを開発しました。"text-align: left;">バリデータのサイズを7.4GBから1GBに減らすために高度な暗号化技術が使われています。
チャンクされたバリデータ：
モノリシックなバリデータを小さなブロックに分割し、それぞれのブロックは1回のビットコイン取引に収まるほど小さい（4MB未満）。これらのブロックは不正の証明として機能し、チェーン上で紛争を解決できるようにします。
プロトコルの実装
Groth16バリデーターは、ビットコインの取引に使用されます。Groth16バリデーターを配置した次のステップは、すべてのコンポーネントを接続する完全なトランザクショングラフを開発することでした。
チェーンイベントを監視し、必要なデータを保存します。
ASSERTやDISPROVEのようなトランザクションを構築し、検証する。
コネクター出力を管理し、トランザクションを確実にアップリンクします。
モノリシックバリデータは1GBに縮小された。
パーティション化されたバリデータは1,000未満のブロックで構成され、デプロイには十分である。
トランザクショングラフはほぼ完成しています。
BitVMコンソーシアムは、完全なコード監査を行っています。.
最初のエンドツーエンドのBitVMブリッジを実証する計画が進行中です。
BitlayerはBitVMプロジェクトに大きく貢献してきました。=" list-paddingleft-2">
Groth16バリデータからの貢献：
最適化：
バッチ多重スカラー倍算（MSM）を開発しました。
スクリプトサイズを7.4GBから5.6GBに削減する手法を開発
アフィン座標を使用する新しいMSMアルゴリズムを実装し、バリデータのサイズをさらに1GBに削減
バリデータ・チャンカー:
実現可能な最初のチャンカー実装を提案する。モノリシックな検証器を論理的な部分（例えば、MSM、G2グループチェック、ミラーループ累積）に分割する、実現可能な最初のチャンカー実装を提案する。
チャンキング・プロセスを微調整し、最適なチャンク・サイズで入出力粒度のバランスをとる。
ブリッジング・プロトコルからの貢献:
ASSERTトランザクションやDISPROVEトランザクションなどの主要コンポーネントを開発。
より多くのプロトコル実装をBitVMプロジェクトに貢献する予定です。
BitlayerはBitVMの変革の可能性を認識し、ビットコイン以外のアプリケーションを模索しています。ブリッジング以外のアプリケーション：
BitVM抽象化：BitVMスタイルのスマートコントラクト、詐欺証明、ゼロ知識証明などの再利用可能なコンポーネントを開発。
Finality Bridge：独自のBitVMブリッジ実装を立ち上げ、Finality Bridgeテストネットが稼働中。
ビットコインのロールアップ：BitVMの抽象化に基づくロールアッププロトコル、再帰的BitVMスマートコントラクトとzkVMを含む
スクリプトサイズを大幅に削減する画期的なGroth16バリデータの最適化を実装しました。
最初の実行可能なバリデータ・チャンカーの実装を開発しました。
ASSERTおよびDISPROVEトランザクションを含む、BitVMブリッジプロトコルのコアコンポーネントを貢献しました。
ビットコインネイティブロールアップやzkVMなどの革新的なユースケースを探求。
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Catherine